ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2149279
ТУРБОВИНТОВОЙ ВЕТРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
Имя изобретателя: Левкин Виктор Васильевич
Имя патентообладателя: Левкин Виктор Васильевич
Адрес для переписки: 141260, Московская обл., г. Красноармейск, ул. Дачная 11, кв.6, Левкину Виктору Васильевичу
Дата начала действия патента: 1999.01.14
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветровым электростанциям с
несколькими агрегатами повышенной мощности, а также к автономным комплексам в
сочетании с постоянными источниками энергоснабжения. Технический результат,
заключающийся в существенном повышении эффективности использования восполняемого
источника экологически чистой энергии ветра, достигается за счет того, что в
турбовинтовом ветровом двигателе, включающем оболочку с винтовыми лопастями,
горизонтально расположенный вал и электрический генератор, согласно изобретению
вдоль вала с помощью цилиндрических ступиц с конусовидными оголовками крепится
несколько рядов турбинных лопастей с несущими элементами, к верхней части которых
прикреплена оболочка вращения в виде усеченного конуса, направленного меньшим
сечением против ветра, и состоящая из покрытия листовыми материалами и несущего
каркаса, к которому присоединены по спирали величиною до полувитка спиралевидные
стенки-лопасти с несущими каркасами, не перекрывающие друг друга в направлении к ветру,
причем к несущим каркасам с наветренной стороны прикреплены направляющие винтовые
полки, обеспечивающие направленное движение потоков воздушных масс в направлении
ветра, а с обратной стороны каркасы усилены ребрами жесткости, образуя несущую
пространственную жесткую систему, причем отношение длины оболочки к ее среднему
диаметру может быть 0,5-3, вал ветрового двигателя установлен на двух опорах,
закрепленных на рабочей площадке с поворотной платформой, устанавливаемой против
ветра автоматической системой управления, размещаемой на опоре-мачте.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветровым электростанциям с
несколькими агрегатами повышенной мощности, а также к автомобильным комплексам в
сочетании с постоянными источниками энергоснабжения.
Известно вертикально-осевое колесо, содержащее изогнутые по винтовым линиям
лопасти (см. SU 1150395 A, 15.04.1985).
Наиболее близким по технической сущности устройства, принятым за прототип, является
турбовинтовой ветровой двигатель, содержащий оболочку с винтовыми лопастями,
горизонтально расположенный вал и электрический генератор (см. SU 1237789 A1, 15.06.1986).
Недостатками известных устройств ветровых двигателей являются:
- нарушение общего движения потока воздушных масс, что существенно снижает воздействие
на рабочие лопасти, особенно вытянутые в пространстве;
- ограниченные площади рабочих поверхностей и их глубина в пространстве, что позволяет
использовать незначительную часть энергии ветра, в основном, лишь передних плоскостей;
- несущие элементы ветровых лопастей в виде консолей без пространственных развязок
снижают конструктивные возможности развития ветродвигателей в пространстве;
- низкий коэффициент полезного использования энергии ветра и незначительные мощности
двигателей требуют значительных земельных площадей, капвложений и эксплуатационных
затрат, что сдерживает крупномасштабное применение ветродвигателей в народном
хозяйстве.
Технический результат, заключающийся в существенном повышении эффективности
использования воспламеняемого источника экономически чистой энергии ветра
достигается за счет того, что в турбовинтовом ветровом двигателе, включающем оболочку
с винтовыми лопастями, горизонтально расположенный вал и электрический генератор,
согласно изобретению вдоль вала с помощью цилиндрических ступиц с конусовидными
оголовками крепится несколько рядов турбинных лопастей с несущими элементами, к
верхней части которых прикреплена оболочка вращения в виде усеченного конуса,
направленного меньшим сечением против ветра, и состоящая из покрытия листовыми
материалами и несущего каркаса, к которому присоединены по спирали величиною до
полувитка спиралевидные стенки-лопасти с несущими каркасами, не перекрывающие друг
друга в направлении к ветру, причем к несущим каркасам с наветренной стороны
прикреплены направляющие винтовые полки, обеспечивающие направленное движение
потоков воздушных масс в направлении ветра, а с обратной стороны каркасы усилены
ребрами жесткости, образуя несущую пространственную жесткую систему, причем отношение
длины оболочки к ее среднему диаметру может быть 0,5 - 3, вал ветрового двигателя
установлен на двух опорах, закрепленных на рабочей площадке с поворотной платформой,
устанавливаемой против ветра автоматической системы управления, размещаемой на опоре-мачте.
|
|
|
|
|
|
На фиг. 1 изображен общий вид двигателя;
на фиг. 2 изображен продольный разрез по А-А;
на фиг. 3 изображен узел "А" спиралевидной стенки-лопасти с направляющими
винтовыми полками;
на фиг. 4 изображена схема установки турбовинтового ветрового двигателя.
Турбовинтовой ветровой двигатель представляет собой вал 1 (фиг. 1, 2, 4), к которому через
цилиндрические ступицы 2 (фиг. 1, 2) с конусовидными оголовками 3 (фиг. 1, 2) прикреплено
несколько рядов турбинных лопастей 4 (фиг. 1, 2) с несущими элементами 4' (фиг. 2), к верхней
части которых крепится оболочка вращения 5 (фиг. 1, 4) в виде усеченного конуса,
направляемого меньшим сечением против ветра, состоящего из несущего каркаса 6 (фиг. 1, 2)
с покрытием из листовых материалов 7 (фиг. 1; 2, 3); к несущему каркасу 6 крепятся по спирали
величиной до полувитка спиралевидные стенки-лопасти 8 (фиг. 1, 2), не перекрывая друг
друга в направлении к ветру, имеющие несущие каркасы 9 (фиг. 3), к которым с наветренной
стороны закреплены направляющие винтовые полки: 10 (фиг. 1, 3) и 11 (фиг. 1, 2, 3),
обеспечивающие направленное движение потоков воздушных масс в направлении ветра, а с
обратной стороны каркасы 9 усилены ребрами жесткости 12 (фиг. 1, 3), закрытыми покрытием 7,
образуя несущую пространственную жесткую систему, включая усиление полками,
количество которых назначается в зависимости от переменной высоты стенок-лопастей 8;
вал 1 устанавливается на двух обтекаемой формы опорах 13 (фиг. 4), которые крепятся к
несущей рабочей площадке 14 (фиг. 4), имеющей поворотную платформу 15 (фиг. 4), закрепленную
на опоре-мачте 16 (фиг. 4), двигатель снабжен электрическим генератором 17 (фиг. 4).
|
|
|
|
ТУРБОВИНТОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Воздушный поток (H) по мере движения воздействует на турбинные лопасти 4 с несущими
элементами 4' и спиралевидные стенки-лопасти 8 с винтовыми направляющими полками 10 и 11,
которые придают потокам воздуха (ВП) направленное движение, обеспечивая повышенное
воздействие на спиралевидные стенки и не нарушая общих потоков воздушных масс.
Оболочка вращения 5 усиливает воздействие на рабочие лопасти 4 за счет обеспечения
дополнительного подпора внешних потоков (ВП), а также за счет возникающих тяговых
усилий отсоса (О), повышающих воздействие потоков (ВТ) на турбинные лопасти 4 и потоков (ОС)
с обратных сторон стенок-лопастей 8.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Турбовинтовой ветровой двигатель, включающий оболочку с винтовыми лопастями,
горизонтально расположенный вал и электрический генератор, отличающийся тем, что
вдоль вала с помощью цилиндрических ступиц с конусовидными оголовками крепится
несколько рядов турбинных лопастей с несущими элементами, к верхней части которых
прикреплена оболочка вращения в виде усеченного конуса, направленного меньшим
сечением против ветра, и состоящая из покрытия листовыми материалами и несущего
каркаса, к которому присоединены по спирали величиною до полувитка спиралевидные
стенки-лопасти с несущими каркасами, не перекрывающие друг друга в направлении к ветру,
причем к несущим каркасам с наветренной стороны прикреплены направляющие винтовые
полки, обеспечивающие направленное движение потоков воздушных масс в направлении
ветра, а с обратной стороны каркасы усилены ребрами жесткости, образуя несущую
пространственную жесткую систему, причем отношение длины оболочки к ее среднему
диаметру может быть 0,5 - 3, вал ветрового двигателя установлен на двух опорах,
закрепленных на рабочей площадке с поворотной платформой, устанавливаемой против
ветра автоматической системой управления, размещаемой на опоре-мачте.
Версия для печати
Дата публикации 08.02.2007гг
вверх
|
